Micrô định hướng máy trợ thính: Tập trung vào việc xác định vị trí âm thanh

Một nhóm nghiên cứu người Đan Mạch và Mỹ đã đặt người nghe vào một căn phòng ồn ào mô phỏng và phát hiện ra rằng cài đặt micrô được thiết kế để giúp bạn nghe rõ lời nói cũng có thể khiến việc xác định vị trí phát ra lời nói trở nên khó khăn hơn.

Bất cứ ai từng đứng trong một nhà hàng đông đúc đều biết vấn đề này. Nhiều người đang nói chuyện cùng một lúc, âm thanh dội lại từ các bề mặt cứng trong phòng, và giọng nói bạn thực sự muốn nghe nằm lẫn trong mớ âm thanh hỗn độn đó. Việc tìm ra nó không chỉ đơn thuần là nghe đủ to. Đó là vấn đề nghe được chính xác vị trí phát ra âm thanh.

Một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Ear and Hearing đã tiến hành đo lường chính xác điều đó. Thay vì yêu cầu mọi người lặp lại các câu từ một loa duy nhất, các nhà nghiên cứu đã xây dựng một căn phòng đầy những giọng nói cạnh tranh và quan sát cách người nghe di chuyển đầu và mắt để tìm ra giọng nói quan trọng.

Bối cảnh: Tại sao các nhà nghiên cứu lại xem xét điều này

Hầu hết các máy trợ thính bán trên thị trường hiện nay đều cung cấp một số hình thức xử lý micro định hướng. Chế độ định hướng sử dụng hai hoặc nhiều micro trên thiết bị để ưu tiên âm thanh đến từ phía trước người đeo và triệt tiêu âm thanh đến từ hai bên và phía sau. Nguyên lý rất đơn giản: trong cuộc trò chuyện, bạn thường đối diện với người mà bạn muốn nghe, vì vậy việc khuếch đại âm thanh phía trước và giảm bớt phần còn lại sẽ giúp giọng nói mục tiêu nổi bật hơn so với âm thanh nền.

Logic đó vẫn đúng trong các thử nghiệm kinh điển trong phòng thí nghiệm, nơi người nghe ngồi yên và người nói mục tiêu ngồi ngay phía trước. Nhưng trong môi trường thực tế, mọi thứ không diễn ra như vậy. Người nói di chuyển, người bạn muốn nghe có thể bắt đầu nói từ bên trái bạn, và hiện tượng vang vọng, âm thanh phản xạ từ tường và trần nhà trước khi đến tai bạn, làm mờ các tín hiệu không gian mà não bộ sử dụng để định vị giọng nói trong không gian.

Các tác giả muốn biết điều gì xảy ra khi người nghe phải tìm kiếm. Giả thuyết của họ là chỉ riêng việc mất thính lực sẽ dẫn đến hiệu suất kém hơn và hành vi định hướng lộn xộn hơn, và quá trình xử lý hướng sẽ làm thay đổi mọi thứ hơn nữa vì nó làm thay đổi các tín hiệu không gian đến từng tai.

Cách tiến hành nghiên cứu

Hai mươi người lớn có thính lực bình thường và 22 người lớn bị suy giảm thính lực đã tham gia. Mỗi người được đặt trong một môi trường nghe nhìn có độ vang vừa phải được tái tạo thông qua hệ thống loa 64 kênh, đeo kính thực tế ảo cung cấp hình ảnh. Một số câu chuyện được phát cùng lúc từ 15 hướng khác nhau xung quanh người nghe, và nhiệm vụ là tìm ra câu chuyện mục tiêu, xác định nguồn phát ra và nhận dạng nó.

Kính thực tế ảo đảm nhiệm hai chức năng cùng lúc. Các cảm biến tích hợp theo dõi vị trí đầu và vị trí mắt trong suốt mỗi lần thử nghiệm, nhờ đó các nhà nghiên cứu không chỉ thấy được liệu người tham gia có trả lời đúng hay không mà còn thấy được cách họ tìm kiếm câu trả lời. Điều này giúp họ đo lường được các chỉ số như tỷ lệ sai lệch hướng, tỷ lệ chuyển động đầu so với chuyển động mắt, và mức độ hiệu quả người nghe quan sát xung quanh trước khi đưa ra câu trả lời.

Mọi người đều hoàn thành nhiệm vụ mà không cần trợ giúp, và sau đó lại hoàn thành với máy trợ thính được đặt ở chế độ đa hướng và chế độ định hướng. Hiệu suất được chấm điểm dựa trên độ chính xác phản hồi, lỗi định vị và thời gian phản hồi.

Những phát hiện của các nhà nghiên cứu

Kết quả rõ ràng nhất là khoảng cách giữa hai nhóm. Trong mọi điều kiện được thử nghiệm, những người tham gia bị mất thính lực trả lời kém chính xác hơn, đánh giá sai hướng mục tiêu với biên độ lớn hơn và mất nhiều thời gian hơn để phản hồi so với những người tham gia có thính lực bình thường. Điều đó đúng cho dù họ có sử dụng máy trợ thính hay không.

Theo dõi chuyển động đầu và mắt cho thấy lý do tại sao nhiệm vụ này lại khó khăn hơn. Người nghe bị khiếm thính tìm kiếm ít trực tiếp hơn. Họ có nhiều khả năng quay đầu ra khỏi mục tiêu trong chuyển động đầu tiên, sau đó mới điều chỉnh, và họ dựa nhiều hơn vào chuyển động mắt hơn là chuyển động đầu để quét quanh phòng. Trong nhiều lần thử, họ kết thúc với ánh mắt hướng vào mục tiêu trong khi đầu vẫn ở nơi khác, một kiểu mẫu mà nhóm người nghe bình thường không thể hiện.

Điều kiện sử dụng thiết bị trợ thính tạo ra kết quả có thể gây ngạc nhiên nhất cho người đọc. Trong số những người tham gia nghe bình thường, việc đeo máy trợ thính làm giảm độ chính xác và tăng lỗi định vị, và hiệu ứng này mạnh nhất với cài đặt micro định hướng. Những người nghe này cũng dựa nhiều hơn một chút vào chuyển động đầu khi được hỗ trợ, điều này phù hợp với một thiết bị khuyến khích việc hướng mặt về phía những gì bạn muốn nghe.

Độ phức tạp của chuyển động mắt tăng lên trong điều kiện có hỗ trợ ở cả hai nhóm, và tăng nhiều nhất ở nhóm bị khiếm thính. Nói một cách đơn giản, thiết bị trợ thính đã thay đổi chiến lược tìm kiếm, chứ không chỉ là độ lớn âm thanh. Các tác giả coi đây là bằng chứng cho thấy quá trình xử lý định hướng loại bỏ một số thông tin không gian mà não sử dụng để định vị âm thanh, ngay cả khi nó cải thiện tín hiệu đến từ phía trước.

Ý nghĩa đối với người khiếm thính

Bài học thực tế không phải là micro định hướng là xấu. Mà là chúng là một công cụ với nhiệm vụ cụ thể. Khi bạn đang đối diện với một người và muốn giọng nói của họ nổi bật trong một căn phòng ồn ào, tính định hướng sẽ phát huy tác dụng. Khi bạn đang quan sát một nhóm người, chờ đợi ai đó lên tiếng, hoặc cố gắng phân biệt đứa cháu nào vừa gọi tên mình, cùng một cài đặt đó có thể gây bất lợi cho bạn.

Đó là một lý do tại sao các thiết bị hiện đại tự động chuyển đổi giữa các kiểu thu âm hoặc cho phép người đeo thay đổi chương trình. Đó cũng là lý do bạn nên dành vài tuần để làm quen với thiết bị mới trước khi đánh giá nó. Nghiên cứu cho thấy máy trợ thính định hình lại cách mọi người tìm kiếm âm thanh về mặt thể chất, và những thói quen được hình thành trong nhiều năm bị mất thính lực cần thời gian để điều chỉnh.

Có một điểm nhỏ hơn đáng để ghi nhớ. Những người tham gia bị mất thính lực đã gặp khó khăn ngay cả trước khi đeo máy trợ thính, điều này nhắc nhở rằng mất thính lực không được điều trị gây ra nhiều thiệt hại hơn là âm lượng. Nó gây ra thiệt hại về khả năng định hướng, tốc độ và sự tự tin dễ dàng khi biết giọng nói ở đâu trong phòng.

Làm cho giọng nói nổi bật mà không làm giảm âm thanh trong phòng

Vì nghiên cứu này thực sự tập trung vào sự cân bằng giữa việc triệt tiêu tiếng ồn nền và bảo toàn các tín hiệu cho biết nguồn âm thanh đến từ đâu, nên việc hiểu cách thức cân bằng đó được xử lý như thế nào trong các thiết bị mà mọi người có thể mua trực tiếp là rất đáng giá. Panda Quantum là một thiết bị như vậy, một máy trợ thính đặt trong ống tai được xây dựng dựa trên bộ xử lý kênh 16 với khả năng giảm tiếng ồn thích ứng, được thiết kế để làm nổi bật giọng nói rõ ràng trong môi trường ồn ào thay vì chỉ đơn giản là tăng âm lượng mọi thứ.

Nghiên cứu cũng nhấn mạnh mức độ thính lực cá nhân khác nhau giữa từng người, nơi việc điều chỉnh phù hợp trở nên quan trọng. Quantum kết nối với ứng dụng Panda sau khi giao hàng và thực hiện một bài kiểm tra tần số cụ thể thông qua thiết bị trợ thính, sau đó điều chỉnh độ lợi và đáp ứng tần số để phù hợp với kết quả, vì vậy việc cá nhân hóa thính giác dựa trên ứng dụng được tinh chỉnh theo tai của bạn thay vì theo mức trung bình. Thiết bị có Bluetooth cho các cuộc gọi, tivi và âm nhạc, lên đến 80 giờ tổng thời lượng pin với hộp sạc, bảo hành 5 năm và được trả hàng trong 45 ngày. Chi tiết xem tại pandahearing.com.

Có một điều cần lưu ý rõ ràng. Máy trợ thính không cần kê đơn được chấp thuận cho trường hợp mất thính lực từ nhẹ đến trung bình. Bất kỳ ai bị mất thính lực nghiêm trọng hoặc rất nghiêm trọng, hoặc gặp khó khăn trong việc định vị âm thanh đến mức cảm thấy không an toàn khi băng qua đường, vẫn sẽ được hưởng lợi nhiều nhất từ ​​việc được khám và điều chỉnh tại phòng khám và được một chuyên gia thính học kiểm tra để đo lường những gì đang xảy ra ở mỗi tai.

Hạn chế của nghiên cứu này

Đây là một nghiên cứu trong phòng thí nghiệm với tổng số 42 người tham gia, được thử nghiệm trong một phòng mô phỏng duy nhất sử dụng hệ thống loa và kính thực tế ảo. Thiết lập đó cho phép kiểm soát chính xác nguồn phát ra của từng âm thanh, nhưng đây không phải là nhà hàng, bữa tối gia đình hay nơi thờ cúng, và người nghe biết rằng họ đang được thử nghiệm. Các điều kiện hỗ trợ cũng chỉ diễn ra trong thời gian ngắn, vì vậy kết quả không nói lên nhiều điều về hiệu suất của một người sau nhiều tháng sử dụng hàng ngày và làm quen.

So sánh được thực hiện giữa hai cài đặt micrô cố định, đa hướng và định hướng, chứ không phải các hệ thống thích ứng mà nhiều người đeo thực sự sử dụng hàng ngày. Một đồng tác giả có liên kết với ORCA Labs, một đơn vị nghiên cứu công nghiệp, và hồ sơ PubMed cho bài báo này không bao gồm tuyên bố về tài trợ hoặc xung đột lợi ích, vì vậy người đọc không thể đánh giá sự tài trợ chỉ dựa trên tóm tắt.

Điều này dẫn đến kết luận gì?

Nghe rõ trong một căn phòng ồn ào đòi hỏi hai nhiệm vụ riêng biệt: tách giọng nói ra khỏi tiếng ồn và xác định vị trí của giọng nói đó. Nghiên cứu này nhắc nhở một cách cẩn thận rằng một môi trường giúp ích cho nhiệm vụ đầu tiên có thể âm thầm làm phức tạp nhiệm vụ thứ hai, và những người bị suy giảm thính lực đã phải nỗ lực hơn ở cả hai việc. Nếu bạn đeo máy trợ thính và thấy mình quay nhầm hướng khi ai đó gọi bạn, đó không phải là sự vụng về. Đó là một sự đánh đổi đã biết, và bạn nên nêu vấn đề này với người lắp đặt hoặc lập trình thiết bị của bạn.

Narayanan SK, Ahrens A, Ronne F, Dau T, Best V, Neher T. Effects of Hearing Loss and Hearing Aid Directionality on Performance and Orienting Behavior in a Multi-Talker Audiovisual Search Task. Ear and Hearing. 2026. Được lấy từ PubMed. DOI: 10.1097/AUD.0000000000001872